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一、法向量的定義是什么？
定義：法線的方向向量稱為法向量。法線是直線，直線的方向向量是指與直線平行的非零向量。
那什么樣的直線叫法線？
在平面里：
過直線L上一個點P，且與直線L垂直的直線，稱為直線L在P點處的法線。
過曲線C上一個點P，且與曲線C在P點處的切線垂直的直線，稱為曲線C在P點處的法線。
在空間里：
過平面N上一個點P，且與平面N垂直的直線，稱為平面N在P點處的法線。
過曲面S上一個點P，且與曲面S在P點處的切平面垂直的直線，稱為曲面S在P點處的法線。
注：空間直線與曲線是沒有法線的，只有法平面。

二、法向量的作用

表面法線是幾何體表面的重要屬性，在很多領(lǐng)域都有大量應(yīng)用，例如：在進行光照渲染時產(chǎn)生符合可視習慣的效果時需要表面法線信息才能正常進行，對于一個已知的幾何體表面，根據(jù)垂直于點表面的矢量，因此推斷表面某一點的法線方向通常比較簡單。

然而，由于我們獲取的點云數(shù)據(jù)集在真實物體的表面表現(xiàn)為一組定點樣本，這樣就會有兩種解決方法：使用曲面重建技術(shù)，從獲取的點云數(shù)據(jù)集中得到采樣點對應(yīng)的曲面，然后從曲面模型中計算表面法線；直接從點云數(shù)據(jù)集中近似推斷表面法線。

三、三維激光掃描點云的法線如何計算（估計）

通過上面的了解我們已經(jīng)知道：點云的法線是在特定位置垂直于曲面的線段。垂直線段可以從表面沿任一方向延伸，但是我們選擇與掃描儀形成小于90度角的線段。

在徠卡Cyclone中，我們在掃描儀數(shù)據(jù)導(dǎo)入過程中會估計每個掃描點的法線。為此，我們通過考慮每個點附近的其他點來近似表面。如果無法很好地估計法線，則默認使用指向掃描儀的線段。

以下內(nèi)容需要法線才能起作用：

?云到云注冊/拼接

?點云渲染選項（陰影，單面等）

?復(fù)雜和基本網(wǎng)格（TIN網(wǎng)格不需要法線）

?鋼配件

以下為三維點云以及點云的法向量的可視化結(jié)果，點云表示為紅色的點，法向量表示為綠色的線段